吸入异氟烷与腹腔注射水合氯醛对大鼠骨癌痛模型建立的影响比较*

朱恒舟， 李文婷， 吴勉华

南京中医药大学第一临床医学院肿瘤研究所(江苏南京 210000)

恶性肿瘤已经成为全球公共卫生主要面对的难题之一，最新的流行病学研究表明，恶性肿瘤已经成为疾病谱排在首位的致死疾病[1]。而在肿瘤的治疗中癌性疼痛已经成为难题。骨癌痛模型是研究癌性疼痛常规使用的模型，该模型应用广泛，但是通过文献报道其造模成功率在70%左右，低造模成功率对于实验进度以及研究资源的浪费有着严重的影响，通过回溯近5年相关大鼠癌痛模型的报道，对于模型动物的手术造模方式虽然取得了有效的统一，但是在麻醉方式的选择上存在巨大差异[2-6]。因此合理适合的麻醉剂成为该模型能否造模成功的关键因素之一[7]。目前对于大鼠模型的麻醉方式，主要有异氟烷的气体麻醉，以及水合氯醛、戊巴比妥的腹腔麻醉。陈辉等[8]发现在大鼠肝移植模型中，气体麻醉能够有效减少大鼠术中的死亡率。李志勇等[9]报道在正常SD大鼠麻醉过程中，戊巴比妥能够减少呼吸道分泌物。但是关于骨癌痛动物模型的麻醉方式的对比研究，国内外报道并不完善。合适麻醉药物，以及麻醉方式的选择对于模型动物的建立以及后续实验的开展具有十分重要的地位[10]。2018年8—10月间，本实验通过对比异氟烷以及水合氯醛在大鼠骨癌痛模型建立中的麻醉效果以及心率、呼吸、体温、造模成功率、术后存活率之间的关系，希望为骨癌痛模型大鼠麻醉方式的选择提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 健康SD雄性大鼠50只，由南京青龙山实验动物繁殖中心提供，体重240～250 g，月龄5个月左右。采用随机分组的方式，将50只大鼠随机分成两组，每组25只，Von Frey检测10 g纤毛不出现缩足表现的大鼠入组，保证两组大鼠在麻醉以及手术前并不存在差异性。异氟烷组大鼠使用4%异氟烷(瑞沃德生命科技，产品批号：217180101)及2 L/min氧气混合面罩吸入麻醉。水合氯醛组大鼠采用10%的水合氯醛(海拓国药，产品批号：20171211)0.3 mL/100 g腹腔注射麻醉，两组大鼠经过完全麻醉后，行经典的Walker256胫骨骨癌模型的造模手术[11-12]。整个动物实验过程在南京中医药大学动物实验中心完成，动物中心为SPF级别实验室，恒温22～25℃，自由进食饮水。

1.2 麻醉方式以及术中维持 异氟烷组大鼠使用4%异氟烷及2 L/min氧气混合面罩吸入麻醉，首先将大鼠置于50 cm×50 cm×30 cm的透明密封麻醉箱内，使用1个棉球加入1 mL异氟烷进行诱导麻醉，诱导完成后，待大鼠意识丧失后接入4%异氟烷及2 L/min氧气混合气体进行术中维持麻醉。术中根据麻醉质量，调整异氟烷浓度，保证大鼠麻醉深度。水合氯醛组大鼠使用现配的10%的水合氯醛0.3 mL/100 g腹腔注射麻醉，两组大鼠均在麻醉状态后行胫骨骨癌痛模型手术，手术完成过后，停止麻醉给药，送入温箱苏醒后放入鼠笼中自由进食饮水。

1.3 监测指标 以3 min为时间节点，检测麻醉中的两组大鼠的生命体征，包括呼吸、心率、体温以及血氧饱和度，共监测5个时间点。同时对大鼠进行诱导麻醉到意识丧失的时间进行记录，同时记录手术操作时间以及手术完成后到大鼠恢复意识的时间。同时对大鼠术中麻醉状态予以记录，是否存在术中挣扎、转体、清醒等表现，如术中出现以上表现，即麻醉不完全，须及时追加麻醉剂。在术后3周内，记录是否存在麻醉不良反应包括肠梗阻、死亡等。

2 结果

2.1 麻醉时间监测 通过对比气体麻醉与腹腔注射麻醉，两组大鼠在麻醉诱导时间对比中，异氟烷组时间明显少于水合氯醛组，差异有统计学意义(P<0.01)。两组大鼠在麻醉清醒时间对比中，异氟烷组优于水合氯醛组，差异有统计学意义(P<0.01)。表1和图1。

组别n麻醉诱导时间手术时间麻醉清醒时间异氟烷组251.67±0.32∗10.11±3.462.08±0.59∗水合氯醛组256.76±2.368.46±3.0140.46±3.02

*与水合氯醛组比较P<0.01

图1 两组大鼠在麻醉诱导时间、手术时间、麻醉清醒时间的比较

2.2 生命体征监测 两组大鼠在T5时间点监测的心率频率时发现，水合氯醛组大鼠心率低于异氟烷组大鼠，差异有统计学意义(P<0.05)。两组大鼠在T5时间点监测的血氧饱和度差异无统计学意义(P>0.05)。表2。

2.3 造模情况及术后生存数 异氟烷组大鼠手术后成功造模24只，3周后共存活22只。水合氯醛组大鼠手术后成功造模22只，因术中清醒挣扎等因素导致麻醉失败3只。同时连续监测大鼠存活情况，最终水合氯醛组存活16只。表3。

项目组别nT1T2T3T4T5血氧饱和度(%)异氟烷组2596.4±1.296.8±1.497.0±1.497.2±1.396.8±1.2水合氯醛组2597.1±1.597.5±1.297.1±1.597.0±1.596.8±1.4心率(次/min)异氟烷组25272.8±14.1273.7±14.6280.0±13.6274.8±14.8286.3±11.7∗水合氯醛组25266.2±6.9257.8±6.3262.0±5.4263.0±5.6273.0±12.9呼吸频率(次/min)异氟烷组2585.6±8.079.1±6.280.6±5.981.2±5.589.8±10.2水合氯醛组2585.0±7.883.4±5.586.3±6.184.5±5.288.5±7.9体温(℃)异氟烷组2537.2±0.137.2±0.137.3±0.137.3±0.137.3±0.1水合氯醛组2537.3±0.137.3±0.137.3±0.137.1±0.137.2±0.1

*与水合氯醛组比较P<0.05

表3 两组大鼠麻醉后手术成功情况以及术后2周生存情况 只

*与水合氯醛组比较P<0.05

2.4 术中麻醉存活情况 异氟烷组大鼠在麻醉过程中未见大鼠死亡，水合氯醛组大鼠在麻醉过程中出现1只在麻醉后即死亡。

3 讨论

目前常规的骨癌痛模型为使用水合氯醛充分麻醉大鼠后，使用微量注射器注射Walker256细胞5×107个约15 μL于大鼠胫骨区,骨蜡封闭注射孔。灭菌注射用水清洗伤口后，使用尼龙丝线缝合切口，伤口处撒上青霉素粉剂防止切口感染[2-3]。骨癌痛模型的建立对麻醉要求高，由于操作过程中切口周围常常需要保护膝关节结构的完整性，术中麻醉清醒以及术后麻醉时间过长导致的呼吸道误吸往往是导致手术模型失败的原因之一。在造模手术过程中，由于个体差异导致的麻醉术中清醒造成的挣扎、扭转，往往会使得手术区域内的血管与神经造成破坏，最终导致造模失败[13-14]。

骨癌痛的造模麻醉剂常规选择的是水合氯醛麻醉[15]，但是通过我们的实验发现，虽然水合氯醛的麻醉具有维持麻醉时间长的优势，麻醉诱导时间加上麻醉清醒时间>50 min，而异氟烷的麻醉诱导时间加上清醒时间则是在5 min左右。由于水合氯醛为中枢性催眠药，麻醉时间过长往往会使得呼吸道分泌物增加，从而增加麻醉误吸可能，而异氟烷直接由肺部进入循环，麻醉诱导迅速，同时由于其在生物体内几乎不参与生物学作用，不会发生一些抑制作用，当停止吸入时，异氟烷又从体内排出，生物体迅速恢复意识[16]。

在本次实验中，虽未出现术中追加麻醉的案列，但是结合本中心400多例大鼠以及小鼠的癌痛模型操作实例，我们发现常规麻醉剂水合氯醛，由于鼠体的差异性，往往在诱导麻醉期存在麻醉质量差，术中会出现提前苏醒的表现，需要追加麻醉，临床实验中如果实验动物数量较多的时候会增加不必要的工作量，继而影响实验效率[17]。

在本次实验中，由于鼠体差异性，造成实验动物的麻醉过量死亡(水合氯醛组麻醉死亡1只)，而异氟烷组并未出现由于麻醉问题出现的死亡情况。其次，根据术中的测量结果，在麻醉过程中，异氟烷组与水合氯醛组对比，氧合以及体温并无明显差异(P>0.05)，所以在临床实验中，我们能够使用异氟烷麻醉代替水合氯醛的麻醉。通过监测癌痛大鼠术中心率变化情况，水合氯醛具有明显的心率抑制作用，同时，在手术结束时有心率提升的表现，心率的变化可能激发神经方面的一些不良反应，这种情况可能会对骨癌痛模型动物造成一定的影响，最终对模型动物造成损伤。

同样，根据本次实验术后3周的观察，异氟烷组的大鼠造模成功率以及存活率明显优于水合氯醛组，同时结合死亡大鼠的术后解剖结果，75%的水合氯醛组大鼠死于肠梗阻，这从另一个方面揭示了水合氯醛的麻醉不良反应。水合氯醛具有黏膜刺激作用，腹腔注射会引起肠梗阻这一不良反应，虽然其发生概率较小，但是一旦发生很难发生逆转[18]。通过本次实验连续3周持续观察，异氟烷组大鼠模型有效率88%，水合氯醛组大鼠存活率64%，水合氯醛组造模成功率接近文献报道结果，因此异氟烷确实能够为大鼠骨癌痛的模型提供可靠麻醉并且提高了术后生存率。

同时，由于水合氯醛的给药方式是腹腔给药，对于癌痛模型的临床实验，我们常规使用的药物通常是连续的口服给药[19]，腹腔麻醉很有可能影响到腹腔器官，引发肠道黏膜水肿以及肠麻痹的发生，继而引起消化道功能异常，使得药物不能达到预期的效果，所以为了排除操作过程中可能对实验结果造成的偶然事件，我们有理由相信，在骨肿瘤模型的手术操作过程中，气体麻醉方式能够避免这方面带来的不必要的实验误差。

综上所述，笔者建议如果实验需要对癌痛模型进行消化道或者腹腔皮下给药，那么应该选择气体麻醉更为可靠合适。因为异氟烷麻醉具有安全，可靠，效率高的优点，能够为骨癌痛模型的操作提供可靠麻醉保障。